JP6379133B2 - 天井下地構造及び吊り部材 - Google Patents

Description

本発明は、天井下地構造及び天井下地構造に使用される吊り部材に関する。

従来、オフィスビル等の建築物では、構造躯体から吊した吊りボルトの下端部に吊りハンガー（吊り金具）を取り付け、この吊りハンガーで天井下地材を支持する吊り天井構造が多く採用されてきた。しかし、２０１１年３月に発生した東日本大震災では、おびただしい数の吊り天井落下事故が広域にわたって発生した。そのため、天井裏空間にブレースを配置することにより、地震時における天井面の揺れを軽減して吊り天井の耐震性を向上させることが行われている（例えば特許文献１や特許文献２参照）。

特開２０１４−２２４４４５号公報 特開２０１５−７３２６号公報

国土交通省は、建築物における天井脱落対策に係る技術基準の告示を２０１３年８月に公布した。この告示では、脱落すると重大な危害を与えるおそれのある天井として５つの条件を定め、この全ての条件に該当するものを「特定天井」と規定し、中地震で天井が損傷しないことを検証することとされた。

しかし、新設又は既設の特定天井を従来通りの吊り天井としたまま上記技術基準をクリアしようとすると、地震時に天井面が揺れ動かないように、天井裏空間に多数のブレースを配置しなければならないが、設備機器やダクトが入り組んでいる天井裏空間に多数のブレースを配置するのは極めて困難である。また、施工に要する人件費も従来に比べて大幅に増加する。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、高い耐震性を有し、施工も容易な天井下地構造及び吊り部材を提供することを目的とする。なお、本発明は特定天井のみを対象とするものではなく、その他一般の天井も対象としている。

上記目的を達成するため、第１の発明は、リップ部を有する溝形鋼からなる天井下地材と、前記天井下地材のリップ部を切欠部で保持する下地受け材と、構造躯体から吊り下げられ前記下地受け材を保持する吊り部材とを備える天井下地構造であって、
前記吊り部材は、吊りボルトと、前記吊りボルトの上端部に装着され、前記構造躯体から突出する躯体ボルトに連結される上部連結治具と、前記吊りボルトの下端部に装着され、前記下地受け材に連結される下部連結治具とを備え、
前記上部連結治具は、前記躯体ボルトが挿通する躯体ボルト孔が上端部に形成された上部連結部と、前記吊りボルトの上端部が挿通する吊りボルト孔が下端部に形成された上部装着部とを有し、前記上部連結部の下端部と前記上部装着部の上端部がピン接合されて、前記上部連結部と前記上部装着部は互いに直交する鉛直面内で回動自在とされ、
前記上部連結部の上端部に形成された躯体ボルト孔は、前記躯体ボルトに対して遊びを有する内径とされ、前記躯体ボルトは、前記躯体ボルト孔を挿通する部位に防振ゴムが装着されナットで固定されると共に、コイルバネが前記構造躯体と前記上部連結部との間に巻装されていることを特徴としている。

また、第２の発明は、リップ部を有する溝形鋼からなる天井下地材のリップ部を切欠部で保持する下地受け材を吊持する吊り部材であって、
吊りボルトと、前記吊りボルトの上端部に装着され、構造躯体から突出する躯体ボルトに連結される上部連結治具と、前記吊りボルトの下端部に装着され、前記下地受け材に連結される下部連結治具とを備え、
前記上部連結治具は、前記躯体ボルトが挿通する躯体ボルト孔が上端部に形成された上部連結部と、前記吊りボルトの上端部が挿通する吊りボルト孔が下端部に形成された上部装着部とを有し、前記上部連結部の下端部と前記上部装着部の上端部がピン接合されて、前記上部連結部と前記上部装着部は互いに直交する鉛直面内で回動自在とされ、
前記上部連結部の上端部に形成された躯体ボルト孔は、前記躯体ボルトに対して遊びを有する内径とされ、前記躯体ボルトは、前記躯体ボルト孔を挿通する部位に防振ゴムが装着されナットで固定されると共に、コイルバネが前記構造躯体と前記上部連結部との間に巻装されていることを特徴としている。

第１及び第２の発明では、吊り部材を構成する上部連結治具の躯体ボルト孔が躯体ボルトに対して遊びを有する内径とされているので、吊り部材は躯体ボルトに対して任意の鉛直面内で回動することができ、吊り部材が躯体ボルトに対して回動した際の振動は、躯体ボルトに装着されている防振ゴムとコイルバネによって吸収される。加えて、第１及び第２の発明では、上部連結治具を構成する上部連結部と上部装着部とが互いに直交する鉛直面内で回動自在とされているので、吊りボルトは水平２方向の自由度を有している。上記構成により、構造躯体から躯体ボルトを介して吊りボルトへ伝わる加速度が低減され、天井面の揺れを大幅に抑制することができる。

また、第１及び第２の発明では、前記下部連結治具は、前記吊りボルトの下端部が挿通する吊りボルト孔が上端部に形成された下部装着部と、前記下地受け材に下端部が連結された下部連結部とを有し、前記下部装着部の下端部と前記下部連結部の上端部が連結ボルトにより連結され、
前記下部連結部の上端部に形成された連結ボルト孔は、前記連結ボルトに対して遊びを有する内径とされ、前記連結ボルトは、前記連結ボルト孔を挿通する部位に防振ゴムが装着されナットで固定されると共に、コイルバネが前記下部装着部と前記下部連結部との間に巻装されていることを好適とする。

当該構成では、下部連結治具を構成する下部連結部の連結ボルト孔が連結ボルトに対して遊びを有する内径とされているので、下部連結部は連結ボルトに対して任意の鉛直面内で回動することができ、下部連結部が連結ボルトに対して回動した際の振動は、連結ボルトに装着されている防振ゴムとコイルバネによって吸収される。上記構成により、吊りボルトから天井下地材へ伝わる加速度を低減することができる。

また、第１及び第２の発明では、前記上部連結治具の上部装着部に形成された吊りボルト孔を挿通する前記吊りボルトの上端部、及び前記下部連結治具の下部装着部に形成された吊りボルト孔を挿通する前記吊りボルトの下端部に、それぞれ防振ゴムが装着されナットで固定されていることを好適とする。

当該構成では、吊りボルトと上部連結治具との接合部、及び吊りボルトと下部連結治具との接合部にそれぞれ防振ゴムが介装されているので、吊りボルトの振動を防振ゴムで吸収することができる。

また、第１の発明では、構造物の壁面に対峙する前記下地受け材に、前記壁面に向けて該下地受け材から突出する板バネが設置され、前記板バネの先端部が鉛直面内で湾曲していることを好適とする。

当該構成では、天井面が水平方向に揺れた際、構造物の壁面に向けて下地受け材から突出する板バネが壁面に対する緩衝材となり、天井面の水平振動を緩和する。

本発明では、吊り部材を構成する上部連結治具の躯体ボルト孔が躯体ボルトに対して遊びを有する内径とされているので、吊り部材は躯体ボルトに対して任意の鉛直面内で回動することができ、吊り部材が躯体ボルトに対して回動した際の振動は、躯体ボルトに装着されている防振ゴムとコイルバネによって吸収される。加えて、上部連結治具を構成する上部連結部と上部装着部とが互いに直交する鉛直面内で回動自在とされているので、吊りボルトは水平２方向の自由度を有している。これにより、構造躯体から躯体ボルトを介して吊りボルトへ伝わる加速度が低減され、本発明に係る天井下地構造は高い耐震性を発揮することができる。また、吊りボルトを構成要素とする吊り部材を使用するので、施工も容易である。

本発明の一実施の形態に係る天井下地構造の斜視図である。 同天井下地構造のコーナー部を拡大した斜視図である。 （Ａ）は吊り部材の上部を梁材の材軸方向から見た立面図（一部断面図）、（Ｂ）は吊り部材の上部を梁材の材軸と直交する方向から見た立面図（一部断面図）である。 （Ａ）は吊り部材の下部を下地受け材の材軸方向から見た立面図（一部断面図）、（Ｂ）は吊り部材の下部を下地受け材の材軸と直交する方向から見た立面図（一部断面図）である。 天井下地材の落下防止対策を示した説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。

本発明の一実施の形態に係る天井下地構造１０を図１及び図２に示す。
本実施の形態に係る天井下地構造１０は、一方向に並設され、天井ボード１３がビス留めされる天井下地材１１と、天井下地材１１と直交する方向に並設され、天井下地材１１を保持する溝型断面の下地受け材１２と、梁材１５（構造躯体の一例）から吊り下げられ、下地受け材１２を保持する複数の吊り部材２０とから概略構成されている。また、構造物の壁面１４に対峙する下地受け材１２には、天井の周縁部が壁面１４に衝突した際、緩衝材となる板バネ３５が設置されている。

天井下地材１１には、リップ部１１ａを有する溝形鋼が使用されている（図２参照）。天井下地材１１のリップ部１１ａは、天井下地材１１のフランジ先端部を内側（ウェブ側）に曲げた逆Ｕ字状の形状とされている。天井下地材１１は、両フランジの先端部が上、ウェブが下となるように配置され、ウェブの下面に天井ボード１３がビス留めされる。

一方、下地受け材１２の両フランジは、逆台形状の突起部１２ａが材長方向に隣接して配置された形状とされ、天井下地材１１のリップ部１１ａを引っ掛けて保持する切欠部１２ｂが各突起部１２ａの両側部に形成されている（図２参照）。突起部１２ａは、幅が２０ｍｍ程度、高さが１０ｍｍ程度とされている。また、下地受け材１２の両フランジには、割ピン３４が挿通する挿通孔１２ｃが材長方向に一定の間隔をあけて複数形成されている。

吊り部材２０は、寸切りボルトからなる吊りボルト２５と、吊りボルト２５の上端部に装着され、梁材１５から下方に突出する躯体ボルト１８に連結される上部連結治具２１と、吊りボルト２５の下端部に装着され、下地受け材１２に連結される下部連結治具２６とを備えている。吊り部材２０の上部詳細を図３（Ａ）（Ｂ）に、吊り部材２０の下部詳細を図４（Ａ）（Ｂ）にそれぞれ示す。

本実施の形態における梁材１５はリップ溝形鋼とされ、躯体ボルト１８が取り付けられた接合治具１６が下フランジにビス１９で固定されている（図３（Ａ）参照）。接合治具１６は、梁材１５の下フランジを挟み込んだ状態で下フランジに接合される挟持部１７と、挟持部１７から突出する躯体ボルト１８とから構成されている。
挟持部１７は帯板材からなり、長辺方向両端部が一方の面側に直角に折り曲げられている（図３（Ａ）参照）。さらに、挟持部１７の一方の端部は、その先端部が内側に折り曲げられて逆Ｖ字状の形状とされ、梁部材１５の下フランジのリップ部に引っ掛ける引掛部とされ、挟持部１７の他方の端部には、ビス１９が挿通するビス孔（図示省略）が形成されている。また、挟持部１７の中間部には、他方の面側に突出する躯体ボルト１８の頭部が固着されている。

上部連結治具２１は、躯体ボルト１８が挿通する躯体ボルト孔２２ａが上端部に形成された上部連結部２２と、吊りボルト２５の上端部が挿通する吊りボルト孔（図示省略）が下端部に形成された上部装着部２４と、上部連結部２２の下端部と上部装着部２４の上端部とをピン接合するピン接合部２３とを有している。

上部連結部２２は、コ字状に折り曲げられた帯板材からなり、帯板材の長辺方向中間部が上部連結部２２の上端部、帯板材の長辺方向両端部が上部連結部２２の下端部となる。上部連結部２２の上端部に形成されている躯体ボルト孔２２ａは、躯体ボルト１８に対して遊びを有する内径とされている。これにより、吊り部材２０は躯体ボルト１８に対して任意の鉛直面内で回動自在とされている。
なお、本実施の形態では、躯体ボルト孔２２ａの内径は躯体ボルト１８の外径の１．２〜１．５倍程度とされている。

躯体ボルト孔２２ａを挿通した躯体ボルト１８には円筒状の防振ゴム３１が装着され、ナット３３とワッシャー３２で上部連結部２２に固定される。また、梁材１５と上部連結部２２の間の躯体ボルト１８には、上部径に比べて下部径が大きな円錐台状とされたコイルバネ３０が巻装されている。

上部装着部２４は、コ字状に折り曲げられた帯板材からなり、帯板材の長辺方向両端部が上部装着部２４の上端部、帯板材の長辺方向中間部が上部装着部２４の下端部となる。

ピン接合部２３は十字状に切り出された板材からなり、一方向の両端部は上方に直角に折り曲げられて、上部連結部２２の下端部と割ピン３４によりピン接合され、他方向の両端部は下方に直角に折り曲げられて、上部装着部２４の上端部と割ピン３４によりピン接合されている。これにより、上部連結部２２と上部装着部２４は互いに直交する鉛直面内で回動自在とされている。

一方、下部連結治具２６は、吊りボルト２５の下端部が挿通する吊りボルト孔（図示省略）が上端部に形成された下部装着部２７と、下地受け材１２に下端部が連結された下部連結部２８とを有し、下部装着部２７の下端部と下部連結部２８の上端部は連結ボルト２９により連結されている。

下部装着部２７は、吊りボルト２５の下端部が挿通する吊りボルト孔（図示省略）が上端部に形成された上部材２７ｕと、連結ボルト２９の上端部が挿通する連結ボルト孔（図示省略）が下端部に形成された下部材２７ｄとからなり、上部材２７ｕの下端部と下部材２７ｄの上端部は割ピン３４によりピン接合されている。これにより、上部材２７ｕと下部材２７ｄはお互いに鉛直面内で回動可能とされている。

下部連結部２８は、コ字状に折り曲げられた帯板材からなり、帯板材の長辺方向中間部が下部連結部２８の上端部、帯板材の長辺方向両端部が下部連結部２８の下端部となる。下部連結部２８の上端部には、連結ボルト２９に対して遊びを有する内径とされた連結ボルト孔２８ａが形成されている。これにより、下部連結部２８は連結ボルト２９に対して任意の鉛直面内で回動自在とされている。
なお、本実施の形態では、連結ボルト孔２８ａの内径は連結ボルト２９の外径の１．２〜１．５倍程度とされている。

連結ボルト孔２８ａを挿通した連結ボルト２９には円筒状の防振ゴム３１が装着され、ナット３３とワッシャー３２で下部連結部２８に固定されている。また、下部装着部２７と下部連結部２８の間の連結ボルト２９には、上部径に比べて下部径が大きな円錐台状とされたコイルバネ３０が巻装されている。

下部連結部２８の下端部には、割ピン３４が挿通する挿通孔（図示省略）が形成されており、下部連結部２８の下端部と下地受け材１２とは、下部連結部２８の下端部に形成された挿通孔と下地受け材１２のフランジに形成された挿通孔１２ｃとを挿通する割ピン３４により連結されている。これにより、下部連結部２８と下地受け材１２はお互いに鉛直面内で回動可能とされている。

上部連結治具２１の上部装着部２４に形成された吊りボルト孔を挿通する吊りボルト２５の上端部、及び下部連結治具２６の下部装着部２７に形成された吊りボルト孔を挿通する吊りボルト２５の下端部には、それぞれ円筒状の防振ゴム３１が装着され、ナット３３及びワッシャー３２で上部装着部２４又は下部装着部２７に固定されている。

板バネ３５は帯板状とされ、長辺方向の一方の端部が下地受け材１２のウェブに固定されている。板バネ３５の他方の端部は壁面１４に向けて下地受け材１２から突出し、円弧状に湾曲した形状とされている。天井面が揺れると、板バネ３５の湾曲部位が壁面１４に衝突し、天井面の揺れを吸収する。

本発明によれば地震の揺れによって天井下地材１１が下地受け材１２から脱落する可能性は非常に低いと考えられるが、さらに安全を期す場合には、図５に示すような対策が考えられる。
本対策では、落下防止部材３６を用いて天井下地材１１を下地受け材１２に固定する。
落下防止部材３６は、図５に示すように、矩形状の平板材をコ字状に折り曲げた形状とされ、フランジ状の両側部３６ａ間の幅は下地受け材１２の幅とほぼ同じ寸法とされている。落下防止部材３６の両側部３６ａにはそれぞれ、天井下地材１１が嵌入する切欠部３６ｂが形成され、切欠部３６ｂの両サイドには、割ピン３４が挿通する挿通孔３６ｃが形成されている。なお、落下防止部材３６の挿通孔３６ｃの位置は下地受け材１２の挿通孔１２ｃの位置と対応している。

落下防止部材３６を用いて天井下地材１１を下地受け材１２に固定する際には、落下防止部材３６の切欠部３６ｂに天井下地材１１を嵌入させ、落下防止部材３６の挿通孔３６ｃと下地受け材１２の挿通孔１２ｃに割ピン３４を挿通し、落下防止部材３６を下地受け材１２に固定する。

本発明の耐震効果について検証するために実施した振動試験について説明する。
振動試験には起震車を使用した。使用した起震車の仕様は以下の通りである。
・起震室：幅２．８ｍ×奥行１．８ｍ×高さ１．９ｍ
・最大加振変位：幅方向±３００ｍｍ、奥行方向±１００ｍｍ、上下方向±５０ｍｍ
・入力地震波：阪神淡路その他

振動試験では、起震室内に簡易構造物を設置し、簡易構造物の対向する壁間に架設された梁材から吊り部材を吊り下げ、前述した天井下地構造を構築した。振動試験における天井下地構造の仕様は以下の通りである。
吊り部材の長さ：８００ｍｍ
吊り部材の幅方向間隔：１１００ｍｍ
吊り部材の奥行方向間隔：７５０ｍｍ

振動試験では、震度７の加振テストと震度４〜７の複合震度テストを実施したが、いずれのテストにおいても天井は落下せず、本発明に係る天井下地構造の高い耐震性が確認された。

以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、構造躯体を梁材としているが、コンクリートスラブ等でも良いことは言うまでもない。

１０：天井下地構造、１１：天井下地材、１１ａ：リップ部、１２：下地受け材、１２ａ：突起部、１２ｂ：切欠部、１２ｃ：挿通孔、１３：天井ボード、１４：壁面、１５：梁材（構造躯体）、１６：接合治具、１７：挟持部、１８：躯体ボルト、１９：ビス、２０：吊り部材、２１：上部連結治具、２２：上部連結部、２２ａ：躯体ボルト孔、２３：ピン接合部、２４：上部装着部、２５：吊りボルト、２６：下部連結治具、２７：下部装着部、２７ｕ：上部材、２７ｄ：下部材、２８：下部連結部、２８ａ：連結ボルト孔、２９：連結ボルト、３０：コイルバネ、３１：防振ゴム、３２：ワッシャー、３３：ナット、３４：割ピン、３５：板バネ、３６：落下防止部材、３６ａ：側部、３６ｂ：切欠部、３６ｃ：挿通孔

Claims (7)

1. リップ部を有する溝形鋼からなる天井下地材と、前記天井下地材のリップ部を切欠部で保持する下地受け材と、構造躯体から吊り下げられ前記下地受け材を保持する吊り部材とを備える天井下地構造であって、
   前記吊り部材は、吊りボルトと、前記吊りボルトの上端部に装着され、前記構造躯体から突出する躯体ボルトに連結される上部連結治具と、前記吊りボルトの下端部に装着され、前記下地受け材に連結される下部連結治具とを備え、
   前記上部連結治具は、前記躯体ボルトが挿通する躯体ボルト孔が上端部に形成された上部連結部と、前記吊りボルトの上端部が挿通する吊りボルト孔が下端部に形成された上部装着部とを有し、前記上部連結部の下端部と前記上部装着部の上端部がピン接合されて、前記上部連結部と前記上部装着部は互いに直交する鉛直面内で回動自在とされ、
   前記上部連結部の上端部に形成された躯体ボルト孔は、前記躯体ボルトに対して遊びを有する内径とされ、前記躯体ボルトは、前記躯体ボルト孔を挿通する部位に防振ゴムが装着されナットで固定されると共に、コイルバネが前記構造躯体と前記上部連結部との間に巻装されていることを特徴とする天井下地構造。
2. 請求項１記載の天井下地構造において、前記下部連結治具は、前記吊りボルトの下端部が挿通する吊りボルト孔が上端部に形成された下部装着部と、前記下地受け材に下端部が連結された下部連結部とを有し、前記下部装着部の下端部と前記下部連結部の上端部が連結ボルトにより連結され、
   前記下部連結部の上端部に形成された連結ボルト孔は、前記連結ボルトに対して遊びを有する内径とされ、前記連結ボルトは、前記連結ボルト孔を挿通する部位に防振ゴムが装着されナットで固定されると共に、コイルバネが前記下部装着部と前記下部連結部との間に巻装されていることを特徴とする天井下地構造。
3. 請求項１又は２記載の天井下地構造において、前記上部連結治具の上部装着部に形成された吊りボルト孔を挿通する前記吊りボルトの上端部、及び前記下部連結治具の下部装着部に形成された吊りボルト孔を挿通する前記吊りボルトの下端部に、それぞれ防振ゴムが装着されナットで固定されていることを特徴とする天井下地構造。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の天井下地構造において、構造物の壁面に対峙する前記下地受け材に、前記壁面に向けて該下地受け材から突出する板バネが設置され、前記板バネの先端部が鉛直面内で湾曲していることを特徴とする天井下地構造。
5. リップ部を有する溝形鋼からなる天井下地材のリップ部を切欠部で保持する下地受け材を吊持する吊り部材であって、
   吊りボルトと、前記吊りボルトの上端部に装着され、構造躯体から突出する躯体ボルトに連結される上部連結治具と、前記吊りボルトの下端部に装着され、前記下地受け材に連結される下部連結治具とを備え、
   前記上部連結治具は、前記躯体ボルトが挿通する躯体ボルト孔が上端部に形成された上部連結部と、前記吊りボルトの上端部が挿通する吊りボルト孔が下端部に形成された上部装着部とを有し、前記上部連結部の下端部と前記上部装着部の上端部がピン接合されて、前記上部連結部と前記上部装着部は互いに直交する鉛直面内で回動自在とされ、
   前記上部連結部の上端部に形成された躯体ボルト孔は、前記躯体ボルトに対して遊びを有する内径とされ、前記躯体ボルトは、前記躯体ボルト孔を挿通する部位に防振ゴムが装着されナットで固定されると共に、コイルバネが前記構造躯体と前記上部連結部との間に巻装されていることを特徴とする吊り部材。
6. 請求項５記載の吊り部材において、前記下部連結治具は、前記吊りボルトの下端部が挿通する吊りボルト孔が上端部に形成された下部装着部と、前記下地受け材に下端部が連結された下部連結部とを有し、前記下部装着部の下端部と前記下部連結部の上端部が連結ボルトにより連結され、
   前記下部連結部の上端部に形成された連結ボルト孔は、前記連結ボルトに対して遊びを有する内径とされ、前記連結ボルトは、前記連結ボルト孔を挿通する部位に防振ゴムが装着されナットで固定されると共に、コイルバネが前記下部装着部と前記下部連結部との間に巻装されていることを特徴とする吊り部材。
7. 請求項５又は６記載の吊り部材において、前記上部連結治具の上部装着部に形成された吊りボルト孔を挿通する前記吊りボルトの上端部、及び前記下部連結治具の下部装着部に形成された吊りボルト孔を挿通する前記吊りボルトの下端部に、それぞれ防振ゴムが装着されナットで固定されていることを特徴とする吊り部材。

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